JP2022112424A - 光ファイバーユニット及び車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光を効率的に利用することが可能な光ファイバーユニット及び車両用灯具を提供する。【解決手段】光ファイバーユニットは、光を発光する光源と、光源からの光を導光して側面から出射する少なくとも１本の光ファイバーと、光ファイバーを保持する保持部とを備え、保持部は、光ファイバーの少なくとも一部が当該光ファイバーの光源側の端部である基端部側から当該基端部とは反対側の端部である先端部側にかけて車両搭載状態における正面方向に傾いた傾斜状態で配置されるように光ファイバーを保持する。【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバーユニット及び車両用灯具に関する。

光源からの光を光ファイバーで導光しつつ当該光ファイバーの側面から出射する構成の車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－４４３９５号公報

特許文献１に記載のような車両用灯具では、光ファイバーから出射される光を効率的に利用することが求められる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、光を効率的に利用することが可能な光ファイバーユニット及び車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明に係る光ファイバーユニットは、光を発光する光源と、前記光源からの光を導光して側面から出射する少なくとも１本の光ファイバーと、前記光ファイバーを保持する保持部とを備え、前記保持部は、前記光ファイバーの少なくとも一部が当該光ファイバーの前記光源側の端部である基端部側から当該基端部とは反対側の端部である先端部側にかけて車両搭載状態における正面方向に傾いた傾斜状態で配置されるように前記光ファイバーを保持する。

上記の光ファイバーユニットにおいて、前記保持部は、前記光ファイバーの前記基端部を含む部分が前記傾斜状態で配置されるように前記光ファイバーを保持してもよい。

上記の光ファイバーユニットにおいて、前記保持部は、前記光ファイバーを車両搭載状態における正面側及び背面側から挟んで保持するレンズ部材を有してもよい。

上記の光ファイバーユニットにおいて、前記保持部は、前記光ファイバーの前記背面側に対向する部分に光反射面を有してもよい。

本発明に係る車両用灯具は、上記の光ファイバーユニットを備える。

上記の車両用灯具において、前記光ファイバーユニットの前記保持部は、前記光ファイバーを車両搭載状態における正面側及び背面側から挟んで保持するレンズ部材を有し、前記光ファイバーユニットは、複数設けられ、複数の前記光ファイバーユニットは、前記正面側から見て重なる部分を有するように配置されてもよい。

本発明によれば、光を効率的に利用することが可能となる。

図１は、本実施形態に係る光ファイバーユニットの一例を模式的示す図である。 図２は、光ファイバーユニットの一例を示す分解斜視図である。 図３は、図１におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。 図４は、図３の一部を拡大して示す図である。 図５は、光ファイバーの側面から出射される光の等照度分布の一例を模式的に示す図である。 図６は、光源部の一例を示す斜視図である。 図７は、光源部の一例を示す斜視図である。 図８は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す図である。 図９は、本実施形態に係る車両用灯具の他の例を示す図である。 図１０は、光ファイバーの傾斜状態の例を示す図である。 図１１は、光ファイバーの傾斜状態の例を示す図である。 図１２は、光ファイバーの傾斜状態の例を示す図である。 図１３は、本実施形態に係る車両の一例を示す側面図である。

以下、本発明に係る光ファイバーユニット及び車両用灯具の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る光ファイバーユニット５０の一例を模式的示す図である。図２は、光ファイバーユニット５０の一例を示す分解斜視図である。図１に示すように、光ファイバーユニット５０は、光源部１０と、光ファイバー２０と、保持部３０とを備える。

光源部１０は、光ファイバー２０の一端を固定し、光ファイバー２０に光を供給する。光源部１０の構成については、後述する。光ファイバー２０は、プラスチック等の樹脂、ガラス等の無機材料等の光透過可能な材料を用いて形成される。光ファイバー２０は、１本以上設けられ、本実施形態では例えば３本設けられる。光ファイバー２０は、例えば径が１ｍｍ～３ｍｍ程度に形成され、長手方向の寸法が５０ｍｍ～１００ｍｍ程度に形成される。なお、光ファイバー２０の上記寸法については一例であり、他の寸法であってもよい。光ファイバー２０は、基端部２０ｃが光源１１の発光面１１ａに対向するように配置される。光ファイバー２０は、基端部２０ｃから入射する光を導光すると共に、側面２０ａから出射する。このため、基端部２０ｃから光を入射させた場合、側面２０ａが発光するように視認される。

保持部３０は、光ファイバー２０を保持する。保持部３０は、第１レンズ部材３１及び第２レンズ部材３２を有する。第１レンズ部材３１及び第２レンズ部材３２は、光透過可能な材料を用いて形成される。第１レンズ部材３１は、例えば平板状であり、光ファイバー２０の背面側に配置される。第１レンズ部材３１の形状は、平板状に限定されず、湾曲した形状であってもよい。第２レンズ部材３２は、例えば平板状であり、光ファイバー２０の正面側に配置される。第２レンズ部材３２の形状は、平板状に限定されず、湾曲した形状であってもよい。第１レンズ部材３１及び第２レンズ部材３２は、光ファイバー２０を正面側及び背面側から挟んで保持する。第１レンズ部材３１と第２レンズ部材３２とは、不図示の締結部材により締結される。

第１レンズ部材３１は、例えば矩形の板状であり、光ファイバー２０を１本ずつ収容する溝部３１ａを有する。溝部３１ａは、例えば第１レンズ部材３１の長手方向に沿った方向に直線状に延びた状態で形成される。溝部３１ａは、第１レンズ部材３１の短手方向に沿って、光ファイバー２０の本数に対応する数が形成される。１つの溝部３１ａは、１本の光ファイバー２０が収容される。

第２レンズ部材３２は、第１レンズ部材３１の溝部３１ａを覆うように配置される。第２レンズ部材３２は、第１レンズ部材３１との間で溝部３１ａに光ファイバー２０を挟むように配置される。第２レンズ部材３２は、締結部材により第１レンズ部材３１に締結される。この構成により、光ファイバー２０が溝部３１ａに収容された状態で、第１レンズ部材３１と第２レンズ部材３２とにより保持される。

図３は、図１におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。図４は、図３の一部を拡大して示す図である。図３及び図４に示すように、光ファイバー２０は、溝部３１ａに収容され、第１レンズ部材３１と第２レンズ部材３２とで保持された構成となっている。溝部３１ａの断面形状は、例えば光ファイバー２０の外周の形状に対応するように形成される。溝部３１ａは、表面３１ｂにおいて光ファイバー２０からの光を正面側に反射可能である。したがって、溝部３１ａの表面３１ｂは、光反射面として機能する。なお、溝部３１ａの断面形状は、表面３１ｂにおいて光を正面側に反射しやすい形状、例えばＶ状等であってもよい。また、溝部３１ａは、表面３１ｂに金属膜等の光反射層が形成されてもよい。

ここで、本願の発明者は、以下の知見を得た。つまり、光ファイバー２０は、基端部２０ｃから入射した光が側面２０ａから出射される場合、側面２０ａの法線方向（光ファイバー２０が延びる方向に直交する方向）に対して先端部２０ｆ側に傾いた方向に出射されるという知見を得た。

図５は、光ファイバー２０の側面２０ａから出射される光の等照度分布の一例を模式的に示す図である。なお、図５では、光ファイバー２０の基端部２０ｃをＶ－Ｖ線上に配置し、先端部２０ｆ側がＶ－Ｖ線から左方に延びるように配置した場合の例を示している。図５に示すように、光ファイバー２０の側面２０ａから出射される光は、先端部２０ｆ側に５０°～８５°程度傾いた方向に向かう傾向にあることがわかる。

そこで、本実施形態では、図１に示すように、光ファイバー２０の少なくとも一部が当該光ファイバー２０の基端部２０ｃ側から当該基端部２０ｃとは反対側の端部である先端部２０ｆ側にかけて車両搭載状態における正面方向に傾いた傾斜状態で配置されるように光ファイバー２０を保持する構成としている。つまり、本実施形態では、光ファイバー２０の側面２０ａから出射される光が正面方向に沿った方向に向かうように、当該光ファイバー２０が保持部３０によって保持される。この場合、光ファイバー２０が正面方向に傾く角度θについては、例えば５０°以上、８５°以下の範囲で設定することができる。なお、本実施形態における角度θは、図１に示すように、水平面Ｈと光ファイバー２０とのなす角度によって定義している。

図６及び図７は、光源部１０の一例を示す斜視図である。なお、図７は、図６の分解斜視図である。図６及び図７に示すように、光源部１０は、光源１１と、光源基板１２と、集束部１３と、基板装着部１４と、第１保持部１５と、第２保持部１６とを有する。

光源１１は、例えばＬＥＤ等の半導体型光源、レーザ光源等が用いられる。光源１１は、光を出射する発光面１１ａを有する。光源基板１２は、例えば矩形板状に形成され、実装面１２ｃの中央部に光源１１が実装される。

集束部１３は、１本の光ファイバー２０を保持し、又は複数本の光ファイバー２０を集束する。集束部１３は、複数本の光ファイバー２０を集束する場合、各光ファイバー２０の基端部２０ｃが面一状態となるように集束する。集束部１３は、帯状部１３ａ及び締結部１３ｂを有する。帯状部１３ａは、光ファイバー２０の側面に沿うように複数の光ファイバー２０に巻かれる。帯状部１３ａは、各光ファイバー２０の基端部２０ｃから長手方向の所定の距離だけ離れた集束位置２０ｂに配置される。集束位置２０ｂは、後述する貫通孔１４ａの深さに対応して設定される。光ファイバー２０及び帯状部１３ａは、帯状部１３ａが全ての光ファイバー２０に接触する位置関係となるように配置される。集束部１３としては、例えば結束バンド、フェルール等を用いることができる。

基板装着部１４は、例えば矩形板状に形成され、第１面１４ｃに光源部１０の光源基板１２が装着され、第２面１４ｄに第１保持部１５及び第２保持部１６が装着される。基板装着部１４は、貫通孔１４ａ及び収容部１４ｂを有する。貫通孔１４ａは、基板装着部１４の第１面１４ｃと第２面１４ｄとを貫通して設けられる。貫通孔１４ａは、光ファイバー２０の基端部２０ｃ及びその近傍部分が挿入される。貫通孔１４ａは、貫通方向から見て、光ファイバー２０の集束状態に応じた形状に形成される。

収容部１４ｂは、貫通孔１４ａに光ファイバー２０の基端部２０ｃ及びその近傍部分が挿入された状態において、光ファイバー２０を集束する集束部１３を収容する。収容部１４ｂは、第２面１４ｄに凹状に形成される。収容部１４ｂに集束部１３が収容されることにより、集束部１３の光源１１側への移動が規制される。このように、収容部１４ｂは、光ファイバー２０の長手方向について集束部１３を位置決めする。収容部１４ｂは、例えば集束部１３のうち帯状部１３ａ及び締結部１３ｂの形状に対応する形状となるように形成される。

第１保持部１５及び第２保持部１６は、光ファイバー２０を側面２０ａから挟むように保持する。第１保持部１５及び第２保持部１６は、光ファイバー２０を挟む方向について対向して配置される。第１保持部１５及び第２保持部１６は、光ファイバー２０を挟んだ状態で基板装着部１４の第２面１４ｄに装着される。第１保持部１５及び第２保持部１６は、分離可能に設けられる。

第１保持部１５は、第２保持部１６との対向面に、光ファイバー２０の一部を収容する凹部１５ａを有する。第２保持部１６は、第１保持部１５との対向面に、光ファイバー２０の一部を収容する凹部１６ａを有する。凹部１５ａ、１６ａは、光ファイバー２０が集束された外形の形状に対応して形成される。第１保持部１５と第２保持部１６とが連結された状態において、凹部１５ａ、１６ａは、光ファイバー２０が長手方向と交差する方向にずれることを規制している。

第１保持部１５及び第２保持部１６は、集束された状態の光ファイバー２０の一部を側面２０ａ側からそれぞれ凹部１５ａ、１６ａに挿入して対向面同士を接合させることで、当該光ファイバー２０を保持することができる。このため、光ファイバー２０を貫通孔等に挿通させて保持する構成に比べて容易に保持することが可能であり、光ファイバー２０の側面２０ａに傷等がつくことを抑制できる。

第１保持部１５及び第２保持部１６は、基板装着部１４との対向部分に、それぞれ収容部１５ｂ、１６ｂを有する。収容部１５ｂ、１６ｂは、光ファイバー２０を集束する集束部１３を収容する。収容部１５ｂ、１６ｂは、例えば集束部１３のうち帯状部１３ａ及び締結部１３ｂの形状に対応する形状となるように形成される。収容部１５ｂ、１６ｂは、第１保持部１５及び第２保持部１６においてそれぞれ基板装着部１４との対向部分に凹状に形成される。収容部１５ｂ、１６ｂに集束部１３が収容されることにより、光ファイバー２０の長手方向について光源１１とは反対側への集束部１３の移動が規制される。

図８は、本実施形態に係る車両用灯具１００の一例を示す図である。図８は、車両搭載状態における正面側から車両用灯具１００を見た図である。図８に示すように、車両用灯具１００は、光ファイバーユニット５０が正面方向（又は背面方向）に複数配置される。複数の光ファイバーユニット５０は、正面方向から見て一部が重なるように配置される。この構成において、複数の光ファイバーユニット５０の光ファイバー２０から光が出射される場合、正面側に配置される光ファイバーユニット５０からの光が正面方向に照射される。また、背面側に配置される光ファイバーユニット５０からの光が正面側の光ファイバーユニット５０を透過して正面方向に照射される。したがって、正面側及び背面側に配置される複数の光ファイバーユニット５０からの光が重なり合って発光している状態として視認可能となる。このように、光ファイバー２０の特性を活かした多彩な発光状態を実現可能である。

図９は、本実施形態に係る車両用灯具の他の例を示す図である。図９に示す車両用灯具１００Ａでは、背面側に配置される光ファイバーユニット５０Ａの保持部３０Ａの先端側が屈曲した形状となっている。この場合、保持部３０に保持される光ファイバー２０は、保持部３０の形状に倣うように湾曲して保持される。このように、保持部３０を屈曲した形状とすることにより、正面側に配置される光ファイバーユニット５０と、背面側に配置される光ファイバーユニット５０Ａとの重なる部分の形状及び面積を変化させることができる。

図１０から図１２は、光ファイバー２０の傾斜状態の例を示す図である。なお、図１０から図１２では、保持部３０の図示を省略している。図１０に示す例において、光ファイバー２０は、基端部２０ｃから先端部２０ｆに向かう途中部分２０ｇにおいて湾曲した状態である。この場合、光ファイバー２０は、基端部２０ｃから途中部分２０ｇまでの部分と、途中部分２０ｇから先端部２０ｆまでの部分とが異なる角度で傾斜状態となっている。このように、光ファイバー２０は、異なる角度で傾斜状態となった部分を複数有する構成であってもよい。また、図１１に示す例において、光ファイバー２０は、途中部分２０ｈ、２０ｉにおいて湾曲した形状である。このように、湾曲箇所が複数であってもよい。

図１２は、基端部２０ｃから途中部分２０ｊまでは車両搭載状態における上下方向に沿った方向に配置され、途中部分２０ｊで湾曲した状態である。この場合、基端部２０ｃから途中部分２０ｊまでは傾斜状態ではなく、途中部分２０ｊから先端部２０ｆが傾斜状態となっている。このように、基端部２０ｃを含む部分が傾斜状態ではない構成としてもよい。

図１３は、本実施形態に係る車両の一例を示す側面図である。図１３に示すように、車両１は、車体２と、走行装置３と、車両用灯具１００とを備える。車体２は、運転者が搭乗する運転室を有する。車体２は、走行装置３に支持される。走行装置３は、タイヤ４が装着されるホイール５と、車両１の進行方向を変えるための操舵装置と、走行装置３を減速又は停止させるためのブレーキ装置とを有する。走行装置３は、エンジンが発生する動力により作動する。車両１は、車体２の側部に設けられる乗降用ドア６と、車体２の後部に設けられるバックドア７とを備える。乗降用ドア６及びバックドア７はそれぞれ、ヒンジ機構を介して車体２に移動可能に支持される。

車両用灯具１００は、車体２に設けられる各ランプ２００内に配置することができる。例えば、車両用灯具１００は、車両１の後部の左側及び右側のリアランプ２０１内に配置することができる。この場合、車両用灯具１００は、例えば車両１の進行方向を周囲に示すために点灯するターンシグナルランプ、ヘッドランプの点灯と連動して点灯するテールランプ、ブレーキ装置の作動と連動して点灯するストップランプ、又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。なお、車両用灯具１００は、上記のようなリアランプ２０１内に配置された構成に限定されず、車両の前部のヘッドランプ２０２内に配置してもよいし、車両の側部のサイドランプ（不図示）内等に配置してもよい。

以上のように、本実施形態に係る光ファイバーユニット５０は、光を発光する光源１１と、光源１１からの光を導光して側面から出射する少なくとも１本の光ファイバー２０と、光ファイバー２０を保持する保持部３０とを備え、保持部３０は、光ファイバー２０の少なくとも一部が当該光ファイバー２０の光源１１側の端部である基端部２０ｃ側から当該基端部２０ｃとは反対側の端部である先端部２０ｆ側にかけて車両搭載状態における正面方向に傾いた傾斜状態で配置されるように光ファイバー２０を保持する。

本願の発明者は、以下の知見を得た。つまり、光ファイバー２０は、基端部２０ｃから入射した光が側面２０ａから出射される場合、側面２０ａの法線方向（光ファイバー２０が延びる方向に直交する方向）に対して先端部２０ｆ側に傾いた方向に出射されるという知見を得た。本実施形態では、保持部３０が光ファイバー２０を傾斜状態で配置することにより、光ファイバー２０の側面２０ａから出射される光が正面方向に沿った方向に向かうように、当該光ファイバー２０が保持部３０によって保持される。これにより、光ファイバー２０から出射される光を効率的に利用することができる。

上記の光ファイバーユニット５０において、保持部３０は、光ファイバー２０の基端部２０ｃを含む部分が傾斜状態で配置されるように光ファイバー２０を保持する。光ファイバー２０の基端部２０ｃを含む部分は、光源１１に近接しているため、他の部分に比べて強い光が側面２０ａから出射される。したがって、この部分が傾斜状態で配置されるように光ファイバー２０を保持することで、光ファイバー２０から出射される光を効率的に利用することができる。

上記の光ファイバーユニット５０において、保持部３０は、光ファイバー２０を車両搭載状態における正面側及び背面側から挟んで保持する第１レンズ部材３１及び第２レンズ部材３２を有する。この構成では、光ファイバーユニット５０の背面側に他の灯具等が配置される場合であっても、当該灯具の光を正面側に出射することができる。

上記の光ファイバーユニット５０において、保持部３０は、光ファイバー２０の背面側に対向する部分に光反射面（表面３１ｂ）を有する。この構成では、光ファイバー２０から出射される光をより効率的に利用することができる。

本実施形態に係る車両用灯具１００は、上記の光ファイバーユニット５０を備える。この構成では、光の利用効率に優れた車両用灯具１００を得ることができる。また、上記の車両用灯具１００において、光ファイバーユニット５０の保持部３０は、光ファイバー２０を車両搭載状態における正面側及び背面側から挟んで保持する第１レンズ部材３１及び第２レンズ部材３２を有し、光ファイバーユニット５０は、複数設けられ、複数の光ファイバーユニット５０は、正面側から見て重なる部分を有するように配置される。この構成では、車両用灯具１００を正面側から見た場合、複数の光ファイバーユニット５０からの光が重なり合って発光している状態として視認可能となる。このように、光ファイバー２０の特性を活かした多彩な発光状態を実現可能である。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態において、保持部３０が第１レンズ部材３１及び第２レンズ部材３２を有する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、保持部３０は、背面側に配置される部材が光を吸収する材料を用いて形成されてもよい。

１…車両、２…車体、３…走行装置、４…タイヤ、５…ホイール、６…乗降用ドア、７…バックドア、１０…光源部、１１…光源、１１ａ…発光面、１２…光源基板、１２ｃ…実装面、１３…集束部、１３ａ…帯状部、１３ｂ…締結部、１４…基板装着部、１４ａ…貫通孔、１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ…収容部、１４ｃ…第１面、１４ｄ…第２面、１５…第１保持部、１５ａ，１６ａ…凹部、１６…第２保持部、２０…光ファイバー、２０ａ…側面、２０ｂ…集束位置、２０ｃ…基端部、２０ｆ…先端部、２０ｇ，２０ｈ，２０ｉ，２０ｊ…途中部分、３０…保持部、３１…第１レンズ部材、３１ａ…溝部、３１ｂ…表面、３２…第２レンズ部材、５０，５０Ａ…光ファイバーユニット、１００，１００Ａ…車両用灯具、２００…ランプ、２０１…リアランプ、２０２…ヘッドランプ

Claims (6)

1. 光を発光する光源と、
   前記光源からの光を導光して側面から出射する少なくとも１本の光ファイバーと、
   前記光ファイバーを保持する保持部と
   を備え、
   前記保持部は、前記光ファイバーの少なくとも一部が当該光ファイバーの前記光源側の端部である基端部側から当該基端部とは反対側の端部である先端部側にかけて車両搭載状態における正面方向に傾いた傾斜状態で配置されるように前記光ファイバーを保持する
   光ファイバーユニット。
2. 前記保持部は、前記光ファイバーの前記基端部を含む部分が前記傾斜状態で配置されるように前記光ファイバーを保持する
   請求項１に記載の光ファイバーユニット。
3. 前記保持部は、前記光ファイバーを車両搭載状態における正面側及び背面側から挟んで保持するレンズ部材を有する
   請求項１又は請求項２に記載の光ファイバーユニット。
4. 前記保持部は、前記光ファイバーの前記背面側に対向する部分に光反射面を有する
   請求項３に記載の光ファイバーユニット。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光ファイバーユニットを備える
   車両用灯具。
6. 前記光ファイバーユニットの前記保持部は、前記光ファイバーを車両搭載状態における正面側及び背面側から挟んで保持するレンズ部材を有し、
   前記光ファイバーユニットは、複数設けられ、
   複数の前記光ファイバーユニットは、前記正面側から見て重なる部分を有するように配置される
   請求項５に記載の車両用灯具。

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